动力电池包轻量化路线之电芯选择

随着动力电池系统相关标准和规范的制定，推动技术的发展，市场对动力电池系统的比能量要求也是越来越高，轻量化在动力电池系统的应用也是迫在眉睫。在电池包的轻量化设计中，可以从两个方向：一个是系统层面；另一个是详细设计层面。

PACK的轻量化设计，不管是跟朋友聊天，还是类似的文章，都集中在某一块，不是新材料的应用就是新的成组方式。而动力电池PACK是一个高度集成、精细化、高安全的车用储能系统，一个技术方面的难题，我们也应该系统、全面的来剖析。


在剖析之前，先讲两个故事：

故事一：某某家的电芯比能量只有138Wh/kg左右，PACK的比能量就能做到116Wh/kg以上，为啥现在电芯都150Wh/kg多了，你才做到100Wh/kg多一点呢？

故事二：某国产车跟合资车在做对标分析，把每个零件都参数和性能都列举出来，发现每个零件都比合资车要好，但是整车性能对比同级别的合资车要差一些；

从上面两个故事，我们都能发现，产品单一亮点，不代表产品的整体性能；PACK的轻量化也是一样，我们需要的是整个产品实现轻量化，而不是某个点实现轻量化。

接着文章开头的节奏，PACK的轻量化有两个方向：系统层面和详细设计层面。

我们先从系统层面的轻量化设计来剖析。系统层面的轻量化设计，是一个定方向的设计，只有前面的方向对了，后面才不会走回头路；在这个其中，电芯的选择是一个很重要的方面，不同体系和尺寸的电芯，跟动力电池系统都有一个匹配度的问题。

首先是系统参数的匹配：多一分太多、少一分不足，在满足功能的前提下，没有厂家会愿意多花冤枉钱；假定客户需要138.2KWh，这个电量刚好可以满足某款大巴车250KM的需求，小于这个电量设计里程数不达标（在比能量接近的情况下）；而你给客户配置150Kwh以上，多出的部分客户是不愿意多花钱的。

其次是整体排布的匹配，直白一点可以理解为零部件的组合。以推荐尺寸的标准箱（1060*630*215~245mm）为例，标准箱的设计，是以VDA尺寸电芯为参照的，VDA尺寸的电芯跟标准箱的匹配度应该算是最优的。电芯比能量达到138Wh/kg左右，PACK的比能量就可以做到＞115Wh/kg，成组效率接近85%。

而使用非VDA尺寸电芯设计标准箱体，即使电芯比能量有可能达到145Wh/kg，但电芯和标准箱的匹配度较差的情况下，PACK的比能量做到＞115Wh/kg也是很困难。例如：某款电芯投影面积跟VDA尺寸一样，但高度尺寸相差很大，标准箱的高度优势发挥不出来，即使电芯比能量接近150Wh/kg，PACK的比能量做到115Wh/kg，也需要花费非常大的精力才能实现。

这里先剖析一个点，后面现陆续展开其它各方面。